Термометр ультразвуковой: Отличия ультразвукового и инфракрасного термометров (пирометров)

Содержание

Отличия ультразвукового и инфракрасного термометров (пирометров)

Хочется приобрести прибор как можно более функциональный и универсальный, но цена таковых недешева. Попробуем пошагово разобрать способы грамотного выбора пирометра, путем ответа на несколько нехитрых вопросов.

1. Для чего нужен пирометр?

Выбор приборов достаточно велик и разнообразен. Лазерный или инфракрасный может измерять температуры в диапазоне от -50 градусов до +2000 градусов. Подключение внешнего контактного зонда дает возможность расширить этот спектр, а также использовать его в труднодоступных местах (это могут быть пищевые продукты, объект до которого тяжело дотянуться и т.д.). Естественно, в бытовых условиях такой перепад температур встречается редко. А вот для профессиональных работ лучше выбрать прибор с широким диапазоном.

Ультразвуковой термометр не даст таких обширных возможностей, но для бытового применение или в пределах небольших производственных работ может пригодиться.

2. Каков бюджет?

Это один из основополагающих моментов. Если работа с бесконтактным термометром предполагает использование его в профессиональной сфере или же иной способ зарабатывания средств, то экономить на модели не нужно. Может понадобиться и подсветка дисплея, и сведения о предыдущих измерениях, и возможность подключения к компьютеру. Если же он приобретается для бытовых нужд – измерение температуры тела, воды для купания ребенка и тому подобное, то брать прибор с обширным функционалом, который не будет применяться, нет смысла. Поэтому в первом случае будет лучше предпочесть лазерный пирометр, а для домашнего применения выбрать ультразвуковой.

3. Какое потребуется оптическое разрешение?

Это один из важных показателей, который определяет точность результатов на расстоянии. Лазерные пирометры могут иметь разрешение до 100:1, а значит данные о температурах можно получать на достаточно большом удалении от объекта. В профессиональной сфере используются устройства с разрешением от 50:1 и выше. Конечно, в быту такие свойства не очень важны, достаточно будет прибора с разрешением 8:1 или даже 6:1. По невысокой стоимости можно приобрести пирометр с оптическим разрешением 12:1.

4.Стационарный или портативный?

Стационарный прибор отличается высокой точностью и, чаще всего, бывает лазерным. Он весит в разы больше портативного и устанавливается в одном помещении с оборудованием (станками, механизмами) для непрерывного замера температур. Для оснащения предприятий и больших производств это конечно наилучший вариант.

Портативный термометр, будь то лазерный или ультразвуковой, имеет меньшую степень точности замеров. При этом он удобен в переноске, прост в эксплуатации и не требует постоянного подключения к электрической сети.

5.Коэффициент эмиссии

Этот показатель тоже имеет немалое значение при выборе в пользу лазерной модели и означает уровень способности материала отражать падающее излучение. Определение ему дается следующее: отношении энергии, выделяемой объектом при определенных значениях температуры к энергии излучения абсолютного черного тела при аналогичной температуре. Цифровые значения этого показателя бывают от 0 до 1. Если он правильно задан, то погрешность при измерениях будет минимальной.

Таким образом, выбирать ультразвуковой или инфракрасный пирометр нужно исходя из задач, которые будут возложены на прибор. Именно в этом случае он будет радовать в будущем и обеспечивать комфорт в эксплуатации.

Ультразвук с термометром

Ультразвуковые сенсоры – относительно недорогое и надёжное решение для измерения расстояний и глубин. Однако из-за недостаточной точности и нестабильности результатов измерений ультразвук не всегда приживается в промышленных системах. Одна из главных причин падения точности ультразвуковых систем  – зависимость скорости звука от температуры воздуха: при повышении температуры на один градус она увеличивается примерно на 0,6 м/с. В условиях изменяющихся и/или неопределённых температур точное измерение дистанции с помощью ультразвука невозможно. Точнее, так было до тех пор, пока компания MaxBotix не начала выпускать ультразвуковые сенсоры с автоматической температурной калибровкой.

Защищённые ультразвуковые датчики MaxBotix 4-20HR-MaxSonar-WR (рис.1) разработаны для применения в промышленных и «уличных» условиях. Надёжный пластиковый корпус защищён от проникновения влаги в соответствии со стандартом IP67. Кроме самих датчиков, производитель предлагает дополнительные принадлежности и усовершенствования, которые улучшают характеристики сенсоров. Например, дополнительная химическая защита предохраняет устройство от воздействия газов и жидкостей, способных влиять на точность работы сенсора или даже испортить его.

Рис.1. Сенсоры MaxBotix 4-20HR?MaxSonar?WR

Особенность серии 4-20HR-MaxSonar-WR – температурная коррекция результатов измерений. Встроенный датчик температуры готов к снятию показаний уже через 20 с после включения питания, что полезно для устройств с батарейным питанием – ведь чем дольше устройство готовится к работе, тем больше энергии батарей расходуется напрасно.

Однако, из-за разогрева устройства во время работы показания внутреннего датчика могут превышать реальную температуру примерно на 3°С. Если требуется особо высокая точность измерений, компания MaxBotix предлагает внешний температурный датчик HR-MaxTemp, устанавливаемый на удалении от сенсора (рис.2).

Рис.2. Выносной датчик температуры HR-MaxTemp

Из-за неидеальной диаграммы направленности многие ультразвуковые датчики могут ошибочно реагировать на объекты, находящиеся вне его зоны действия. В сенсорах 20HR?MaxSonar?WR ширина (точнее, «ужина») диаграммы направленности контролируется так, чтобы не было ложных срабатываний от объектов, не попадающих в зону действия. Перед каждым измерением выполняется автоматическая калибровка сенсора с учётом температуры, влажности воздуха, акустических и электрических шумов и питающего напряжения. В результате разрешение сенсоров 4-20HR?MaxSonar?WR достигло весьма впечатляющей величины – 1,5 мм на дистанциях до 5 м!

Для удобства применения в промышленных приложениях сенсоры серии 4-20HR?MaxSonar?WR оснащены аналоговым токовым интерфейсом 4-20 или 20-4 мА – то есть, максимальной измеренной соответствует либо наибольшее, либо наименьшее значение тока. Аналоговый интерфейс позволяет применять самые простые пороговые схемы вместо более сложных и дорогих цифровых интерфейсов (конечно, при необходимости ничего не помешает оцифровать сигнал с сенсора).

Основные характеристики сенсоров 4-20HR?MaxSonar?WR:

  • разрешение: около 1,6 мм;
  • максимальная дальность действия: до 5 м;
  • частота опроса: 8 Гц;
  • частота ультразвука: 42 кгц;
  • напряжение питания: от 10 до 32 В;
  • ток потребления: 18 мА + 20 мА выхода;
  • рабочие температуры: от –40 до 65°С;
  • защита от брызг: IP67;
  • наработка на отказ: до 200000 ч.

Области применения сенсоров 20HR?MaxSonar?WR – измерение расстояний, глубин, в том числе количества жидкостей или сыпучих материалов в контейнерах, робототехника, системы контроля доступа и прочие применения, требующие точных измерений дистанций.

О компании

Компания MaxBotix была основана в 2004 году Бобом Гроссом, с детства интересовавшимся робототехникой, и его женой Нитой. Через год компания выпустила на рынок свой ультразвуковой сенсор, ставший первым недорогим и качественным продуктом такого класса на рынке. До 2008 года компания изготавливала сенсоры для любительской робототехники, а с ростом компании внимание стало уделяться и промышленным применениям. Сегодня компания MaxBotix предлагает множество ультразвуковых сенсоров для различных областей промышленности и техники и имеет 85 дистрибьюторов в 35 странах.

Рекомендации по использованию бесконтактных термометров

В условиях пандемии коронавирусной инфекции (COVID-19) бесконтактный термометр очень удобен. Медработники измеряют температуру пациентам при входе в клинику. При повышенной температуре срабатывает встроенная в него звуковая сигнализация.  Если показатели повышены, то больного направляют по схеме маршрутизации в другой вход здания, который предназначен для потенциально инфицированных.

Из статьи вы узнаете:

  • Правила пользования бесконтактным термометром
  • Виды поверки бесконтактных термометров
  • Характеристики ИК-термометров

Скачать Журнал регистрации измерения температуры работников для профилактики коронавируса


При распространении коронавирусной инфекции COVID-19 широкое применение нашли бесконтактные (инфракрасные) градусники, которые имеют множество преимуществ.

Но чтобы они показывали точные данные, требуется провести калибровку. Именно так называется процесс установления зависимости между показателями термометра и размером измеряемой величины.

Измерения прибора должны быть подстроены под действительные показатели поверхности, которую измеряют. Современные бесконтактные градусники, как правило, калибруются изготовителями. Поэтому расхождения при измерении температуры бывают достаточно редко.

Рассмотрим пример, как проводится калибровка. Для измерения температуры воды в ванной используются два градусника – контактный и инфракрасный.

На первом отображается показатель 36.6 °С.

На втором – 36.3 °С.

Для получения точных данных к показателям инфракрасного прибора приплюсовываем 0.3 С. Это число нужно прибавлять при всех последующих измерениях температуры. Таким образом, получим максимально точные показатели.

Правила и приемы пользования бесконтактным термометром

При измерении температуры инфракрасным прибором следует соблюдать правила:

  • с прибором обращаться очень осторожно – не бросать, не ронять, не допускать ударов о другие предметы;
  • постоянно контролировать уровень заряда батареи;
  • при помощи смоченной спиртом салфетки периодически протирать ЖКД и датчик, не касаясь дисплея руками;
  • перед измерением температуры у больного насухо протереть кожный покров;
  • измерять температуру два-три раза, беря за основу средний показатель;
  • чтобы избежать перегрева, после четырех использований дать прибору десятиминутный «отдых».

Перед применением термометр необходимо включить при помощи специальной кнопки и выбрать рабочий режим. Для измерения температуры через ушную раковину снимают колпачок, а датчик вводят в слуховой проход.

Если показатели снимаются бесконтактным способом, что очень удобно в период коронавируса, то прибор подносят к телу на указанное в инструкции расстояние. Оно может составлять от 4-х до 15 сантиметров. После этого нажимается кнопка и после звукового сигнала на дисплее появляются данные. Отключаются такие градусники, как правило, автоматически.

Характеристики ИК-термометров

Бесконтактные градусники отлично подходят для измерения температуры пациентов с коронавирусной инфекцией.

Главным достоинством в сложившейся на сегодняшний день ситуации является то, что при снятии показателей приборы не контактируют с телом. В зависимости от модели прибора температура может измеряться на расстоянии от 4-х до 15 сантиметров. ИК градусники имеют небольшие параметры и весят не более 40-50 граммов. Поэтому их всегда можно носить при себе.

Большинство моделей работает в диапазоне от 0 С до 118 С. Снятие показателей осуществляется в течение 1 – 3 секунд. Через 30 секунд прибор самостоятельно отключается. При повышенной температуре срабатывает встроенная сигнализация, и прибор издает определенные звуки. Применяется для измерения температуры тела и снимает показатели, находясь на расстоянии 5-8 сантиметров от поверхности кожного покрова.

Бесконтактный градусник имеет совсем незначительную погрешность, которая может составлять от 0.1 до 0.3. Полученные показатели достаточно длительное время сохраняются в памяти, поэтому при необходимости врач всегда может их просмотреть.

Практически все модели отличаются многофункциональностью, поэтому ими можно измерять температуру тела, воздуха, поверхности любой жидкости.

Виды поверки бесконтактных термометров

ГОСТом Р58450-2019 предусмотрено несколько видов поверки.

К ним относятся:

  • Первичная. Выполняется на производстве в момент выпуска, после ремонта или при поставках из-за рубежа.
  • Периодическая. Проводится через установленные межпроверочные интервалы в медучреждении, которое использует или хранит данные приборы.
  • Внеплановая. Производится в том случае, если ИК термометры хранятся дольше одного межпроверочного периода, при неудовлетворительной работе прибора, при повреждении поверительного клейма или утере свидетельства о проведении поверки и так далее.
  • Кроме этого, может проводиться инспекционная и экспертная поверки. Первую выполняют во время метрологического госнадзора, вторую – по поручению суда или прокуратуры.

Обеззараживание термометров в условиях пандемии коронавируса ИК термометры дезинфицируются в соответствии с требованиями п.6.16 главы 3 СанПин 2.1.3.2630-10. Их погружают в специальный дезинфицирующий раствор, который указан в рекомендациях по использованию медизделия. Если такой метод изделию не подходит, то в соответствии с требованиями пункта 2.10 главы 2 используется метод протирания. То есть, термометр протирается дезинфицирующим раствором, после чего его отмывают от остатков раствора.

Источник: https://www.zdrav.ru/articles/4293661877-20-m04-20-beskontaktnye-termometry

Лазерный или ультразвуковой дальномер

Дальномер – прибор, который необходим на любой стройке, а также в сфере геодезии. Его основное функциональное назначение – измерение труднодоступных и удаленных объектов. Всего различают два основных типа – лазерный или ультразвуковой дальномер. Каждый вариант имеет свои особенности и используется под разные задачи. То, какой именно вариант выбрать, зависит от особенностей объекта, а также функциональных задач, которые ставятся перед оборудованием.

Лазерный или ультразвуковой дальномер: особенности

Чтобы определиться, какой именно вариант выбрать, следует оценить и понять свойства и принципы работы каждого типа.

Ультразвуковые дальномеры работают пот принципу эхолога. То есть звук, по сути, отражается от объекта, который измеряется. Доступность цена и простота эксплуатации делает оборудование очень удобным для ремонтных работ в условиях дома или квартиры. Среди ключевых преимуществ можно отметить следующие факторы:

  1. Возможность измерения различных объектов, которые способны пропускать свет.

  2. Можно использовать как целеуказатель, когда нужно навести метку на удаленный объект.

  3. Есть встроенный термометр, что особенно удобно для тех, кто работает с бетоном определенного температурного режима.

Однако, нужно понимать, что в отличие от лазерного, ультразвуковой дальномер работает в диапазоне до 20-25 метров, так как на большей длине происходит рассеивание ультразвуковых волн. Кроме этого поверхность объекта должна быть достаточно большой и не поглощать звук. В противном случае, точность изменения может быть нарушена.

Лазерный дальномер имеет целый ряд преимуществ, но и стоимость оборудования гораздо выше:

  1. Дальность измерения может достигать 250 метров.

  2. Точность измерения равна 1,5 мм на всем диапазоне рабочей поверхности.

  3. Вычислительные функции очень разнообразны.

  4. Можно измерить расстояние даже маленьких объектов, к примеру, шляпку гвоздя.

При этом, оборудование не всегда корректно работает при ярком освещении. Но можно использовать специализированные светоотражатели. Но ввиду особенностей реакции на свет, лазерное устройство не используют для замеров расстояния между зеркалами и окнами. В остальном же, оборудование очень эффективно и позволяет замерить объем, площадь, расчеты по теореме Пифагора и т.п.

Выбрать ли лазерный или ультразвуковой дальномер зависит от личных предпочтений и бюджета. У нас в каталоге представлен большой выбор вариантов по доступным ценам от ведущих производителей.

1381347 — Ультразвуковой термометр — PatentDB.ru

Ультразвуковой термометр

Иллюстрации

Показать все

Реферат

 

Изобретение относится к области температурных измерений. Цель изобретения — повышение точности измерения температуры газовых потоков. На выходе усилителя 16 вырабатывается сигнал, прямо пропорциональный давлению газа в зоне измерения, который подается на преобразователь 17 и преобразуется в цифровую величину, пропорциональную давлению газа в зоне измерения . Информация о давлении поступает на вход «запись магнитофона. Со второго выхода преобразователя 17 информация о давлении передается на вход преобразователя 8, где служит для коррекции коэффициента преобразования времени задержки ультразвукового сигнала в газовой среде в температуру этой среды. Это позволяет уменьшить погрешность измерения температуры воздушного потока. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН

iso 4 б 01 К 11/24

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К ABTOPCHOMV СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ii3, Ц

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (61) 1241072 (21) 4132588/24-10 (22) 30.07.86 (46) 15.03.88. Бюл. № 10 (71) Каунасский политехнический институт им. Антанаса Снечкуса (72) П.-Б. П. Милюс, A. Ю. Буткус и В. Н. Даниличев (53) 536.53 (088.8) (56) Авторское свидетельство СССР № 1241072, кл. G 01 К 11/24, 1984. (54) УЛЬТРАЗВУКОВОЙ ТЕРМОМЕТР (57) Изобретение относится к области температурных измерений. Цель изобретения— повышение точности измерения температуры

„„SU„„1381347 А2 газовых потоков. На выходе усилителя 16 вырабатывается сигнал, прямо пропорциональный давлению газа в зоне измерения, который подается на преобразователь 17 и преобразуется в цифровую величину, пропорциональную давлению газа в зоне измерения. Информация о давлении поступает на вход «запись» магнитофона. Со второго выхода преобразователя 17 информация о давлении передается на вход преобразователя 8, где служит для коррекции коэффициента преобразования времени задержки . ультразвукового сигнала в газовой среде в температуру этой среды. Это позволяет уменьшить погрешность измерения температуры воздушного потока. 1 ил.

1381347

Изобретение относится к температурным измерениям, а именно к ультразвуковым термометрам, и может найти применение при создании ультразвуковой контрольно-измерительной аппаратуры.

Цель изобретения — повышение точности измерения температуры газовых потоков.

На чертеже приведена структурная схема ультразвукового термометра.

Ультразвуковой термометр содержит генератор 1 импульсов, подключенный к пьезоизлучателю 2, акустически связанному с пьезоприемником 3, выход которого подключен к последовательно соединенным фильтру 4, первому временному селектору 5, пороговому устройству 6, формирователю 7 временного интервала, первому функциональному преобразователю 8 и цифровому магнитофону 9. Выход генератора импульсов 1 подключен также к входу второго временного селектора 10, выход которого подключен к последовательно соединенным первому пиковому детектору 11, усилителю 12 и системе 13 охлаждения преобразователей, связанной с пьезоизлучателем 2 и пьезоприемником 3 ультразвука. Блок 14 синхронизации, управляющие выходы которого подключены к управляющим входам генератора 1 импульсов, первого 5 и второго 10 временных селекторов и формирователя 7 временного интервала. Второй пиковый детектор 15, подкюченный к последовательно соединенным дифференциальному усилителю 16 и второму функциональному преобразователю 17, первый выход которого соединен с вторым входом цифрового магнитофона 9, а второй выход — с вторым входом первого 8 функционального преобразователя 8. При этом первый вход дифференциального усилителя 16 подключен к выходу первого 11 пикового детектора, а вход второго 15 пикового детектора — к выходу первого временного селектора 5.

Ультразвуковой термометр работает следующим образом. При включении устройства блок 14 синхронизации, работающий в режиме автогенерации, вырабатывает очередной импульс, который запускает генератор 1 импульсов, ставит в исходное состояние первый 5 и второй 10 временные селекторы, а также в единичное состояние формирователь 7 временного интервала. Пьезоизлучатель 2, возбужденный импульсом, поступившим с выхода генератора 1 импульсов, излучает ультразвуковой сигнал, который проходит в исследуемой среде расстояние и через время т поступает на пьезоприемник 3. Сигнал с пьезоприемника 3 проходит через фильтр 4 и поступает на первый временной селектор 5, а с его выхода — на вход порогового устройства 6 с заданным порогом срабатывания. Когда уровень сигнала на входе порогового устройства 6 превышает заданный порог сра5 !

О

ЗО

55 батывания, на его выходе вырабатывается импульс, который поступает на вход формирователя 7 временного интервала и переводит его в нулевое состояние. Сформированный интервал времени т однозначно связан с измеряемой температурой, так как время прохождения ультразвуковым сигналом расстояния (между пьезоизлучателем и пьезоприемником однозначно связано со скоростью ультразвука в газовом потоке. В свою очередь скорость ультразвука в газовой среде однозначно связана с температурой газовой среды. Сформированный временной интервал т функциональным преобразователем 8 преобразуется в значение Т температуры газового потока и это значение в цифровом виде передается на вход «3апись» цифрового магнитофона 9. Температура волноводов пьезоизлучателя и пьезоприемника в процессе измерения поддерживается постоянной, чем исключается паразитное изменение амплитуды акустического сигнала из-за изменения температуры волноводов пьезоприемника и пьезоизлучателя, что необходимо для измерения давления газа в зоне измерения и учете его непостоянства при определении температуры газового потока. Для этого производится слежение за величиной амплитуды ультразвукового сигнала, отраженного от торца волновода пьезоизлучателя 2 и корректировка расхода охлаждающей жидкости по величине указанного сигнала. Коррекция расхода охлаждающей жидкости производится с помош,ью системы 13 охлаждения преобразователей по величине амплитуды отраженного сигнала, поскольку его величина зависит от нагрева волновода пьезоизлучателя. При анализе величины амплитуды второй временной селектор 10 пропускает только пятикратно отраженныи сигнал.

Это необходимо для временной развязки отраженного сигнала и электрической наводки от импульса, возбуждающего пьезоизлучатель 2. Отраженный от торца излучающего волновода сигнал после прохождения через второй временной селектор 10 и первый пиковый детектор 11 поступает на усилитель 12 и далее на управляющий вход системы 13 охлаждения преобразователей, где сравнивается с опорным сигналом, соответствующим определенной температуре нагрева волновода излучателя. Получаемый при этом разностный сигнал используется в исполительном . механизме системы охлаждения преобразователей для регулирования расхода охлаждающей жидкости. Компенсация погрешности изменения температуры газового потока от изменения давления газа осуществляется путем его измерения одновременно с измерением с,орости звука по величине амплитуды принятого ультразвукового сигнала. Для этого на вход второго пикового детектора 15 поступает сигнал, прошедший через первый

1381347

Составитель В. Голубев

Редактор М. Недолуженко Техред И. Верес Корректор М. Макс;;мишинец

Заказ 838/37 Тираж 607 Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

I l 3035, Москва, Ж вЂ” 35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4 временной селектор 5. С выхода второго пикового детектора 15 сигнал поступает на второй вход дифференциального усилителя

16, на первый вход которого подается сигнал с выхода первого 11 пикового детектора. Таким образом, на первый вход дифференциального усилителя 16 поступает сигнал, величина которого пропорциональна амплитуде сигнала, излучаемого в газовый поток (сигнал, отраженный от торца излучателя 2 пропорционален сигналу, излучаемому в газовый поток). На второй вход этого усилителя поступает сигнал с выхода второго пикового детектора 15, амплитуда которого пропорциональна амплитуде сигнала, излучаемого в газовый поток, и давлению газа в зоне измерения.

На выходе дифференциального усилителя 16 вырабатывается сигнал, прямопропорциональный давлению газа в зоне измерения, который подается на второй 17 функциональный преобразователь и преобразуется в цифровую величину, пропорциональную давлению газа в зоне измерения. Информация о давлении газа поступает на второй вход «Запись» цифрового магнитофона и может быть использована самостоятельно, например, при обработке данных на ЭВМ. Со второго выхода второго функционального преобразователя 17 информация о давлении газа передается на второй вход первого функционального преобразователя 8, где служит для коррекции коэффициента преобразования времени т задержки ультразвукового сигнала в газовой среде в температуру этой среды. Это позволяет уменьшить погрешность измерения температуры воздушного потока до 6 — 8%.

Формула изобретения

Ультразвуковой термометр по авт. св. № 1241072, отличающийся тем, что, с целью повышения точности измерения температуры газовой среды путем компенсации погрешности от изменения давления газа, в него дополнительно введены последовательно включенные второй пиковый детектор, дифференциальный усилитель и второй функциональный преобразователь, первый выход которого соединен с дополнительным входом цифрового магнитофона, а второй выход— с дополнительным входом первого функционального преобразователя, при этом один из двух входов дифференциального усилителя подключен к выходу первого пикового детектора, а вход второго пикового детектора — к выходу первого временного селектора.

   

Ультразвуковой датчик уровня воды Ультразвуковой уровнемер с жидкостным термометром

Ультразвуковой измеритель уровня резервуара для воды Датчик температуры Низкая батарея Индикатор глубины жидкости Индикатор времени Сигнал тревоги Датчик измерения

Особенности: Этот метр отслеживает уровень жидкости глубины танк и отображает гистограмму LCD 10-элемент Он может хранить минимальные / максимальные записи уровня жидкости в резервуаре Поддерживает сигнализацию высокого/низкого уровня жидкости в резервуаре и предупреждение о пустом состоянии жидкости в резервуаре Отображает температуру в помещении (° или °) и температуру резервуара (° или °) одновременно Приемник можно поставить стоя на столе или повесить на стену.

Описание: Следите за своим открытым резервуаром для воды, не выходя из собственной гостиной, на территории до 100 метров. Установленный в верхней части резервуара для воды, блок передатчика измеряет уровень воды с помощью ультразвукового датчика и температуру с помощью термодатчика. Вы можете повесить приемник на стену или вытащить подставку и поместить ее на кухонную столешник, стол или письменный стол. Просмотр температуры помещения, температуры резервуара и уровня воды (представлен в виде 10-элементной гистограммы). Вы можете хранить минимальные / максимальные записи и устанавливать сигналы тревоги для определенных уровней воды (высокий / низкий) или когда пусто.

Спецификация: Дальность передачи: макс.100 метров (в открытом пространстве) (Советы: 1 м = 3,28 фута) Частота: 433 МГц Температурный диапазон в помещении: -50 °-0 Разрешение: 1 ° Точность: ±1° Диапазон измерения температуры резервуара: -40- -60 ° Разрешение: 1 ° Точность: ±1° Диапазон измерения уровня воды: 0-15 м (0-49 футов) Разрешение: 0,01 м Точность: ±0,03 м Продолжительность будильника: 120 сек Потребляемая мощность: Внутренний приемник: 2xAA 1.5V батареи Передатчик резервуара: 6xAAA 1.5V батареи Размер монитора: 10 * 9 * 3,5 см / 3,94 * 3,54 * 1,38 дюйма Размер передатчика: 15 * 10 см / 5,90 * 3,94 дюйма Вес: 220 г Примечание: 1 м = 3,28 фута

Пакет включает в себя: 1 * Внутренний ЖК-приемник 1 * Датчик уровня воды Передатчик 1 * Крепежные винты 1 * Инструкция по эксплуатации

Ультразвуковой расходомер жидкости ЭТАЛОН-РМ | КИП Системы Ярославль

Мы предлагаем ультразвуковые расходомеры ЭТАЛОН -РМ, которые значительно опережают (на 5-10 лет) аналогичную продукцию других производителей по своим техническим и потребительским характеристикам.
В настоящее время ультразвуковые расходомеры Эталон-РМ признаны самыми доступными, точными, надежными и практичными при организации учета.

Руководство пользователя на ультразвуковой расходомер.

Свидетельство об утверждении типа на ультразвуковой расходомер ЭТАЛОН-РМ

Описание типа на ультразвуковой расходомер.

 


Каталог ультразвуковых расходомеров ЭТАЛОН-РМ:


Для однолучевых расходомеров ЭТАЛОН-РМ выпускается 4 модели:

     

Отличительные особенности данных моделей:

  • Ультразвуковые расходомеры ЭТАЛОН РМ единственные из выпускаемых в РОССИИ однолучевых расходомеров имеющих автоматическую коррекцию по температуре и расходу жидкости, что обеспечивает улучшение точностных характеристик и сходимости показаний.
  • Ультразвуковые расходомеры ЭТАЛОН РМ не требуют настройки под конкретные условия применения.
  • Параметр «УРОВЕНЬ СИГНАЛА 0-100%» для каждого датчика ПЭП — сигнализирует о степени загрязнения датчика, для оперативного технического обслуживания.
  • Каналы первичных преобразователей расхода (УПР) имеют гальваническую изоляцию между собой.
  • Экономичное решение при построении узлов учета тепла с тепловычислителями.
    Для двухлучевых ультразвуковых расходомеров ЭТАЛОН-РМ выпускается 2 модели

 

Отличительные особенности данных моделей:

  • Ультразвуковые расходомеры ЭТАЛОН РМ имеют двойную точность (в 2 раза) и уменьшение длины (в 2 раза) и требования к качеству (коррозии, отложений и т.п.) прямолинейного участка.
  • Двойная надежность (способность продолжать измерение расхода на одном луче при отказе (загрязнению) второго). Снижение вероятности срыва учета более чем в 10 раз из-за загрязнения датчиков.
  • Универсальность — не требует настройки под конкретные условия применения.
  • Параметр «УРОВЕНЬ СИГНАЛА 0-100%» для каждого датчика ПЭП — сигнализирует о степени загрязнения датчика за долго до отказа(необходимости тех.обслуживания).
  • Каналы первичных преобразователей расхода (УПР) имеют гальваническую изоляцию между собой.
    Для трехлучевых ультразвуковых расходомеров ЭТАЛОН-РМ выпускается 1 модель:

  • Универсальное решение для любых жидкостей (нефть,мазут,стоки и т.п).
  • Двойная точность раходомера (в 2 раза) и уменьшение длины(в 2 раза) и требования к качеству (коррозии, отложений и т.п.) прямолинейного участка.
  • Тройная надежность (способность продолжать измерение расхода на одном или двум лучах при отказе (загрязнению) датчиков). Уменьшается вероятность срыва учета более чем в 100 раз из-за загрязнения датчиков.
  • Универсальность — не требует настройки под конкретные условия применения.
  • Параметр «УРОВЕНЬ СИГНАЛА 0-100%» для каждого датчика ПЭП — сигнализирует о степени загрязнения датчика за долго до отказа(необходимости тех.обслуживания).
  • Каналы первичных преобразователей расхода (УПР) имеют гальваническую изоляцию между собой.

Для четырехлучевых ультразвуковых расходомеров ЭТАЛОН-РМ выпускается 1 модель:

  • Универсальное решение для любых жидкостей (нефть, мазут и т.п).
  • Уменьшение длины (в 2 раза) и требования к качеству (коррозии, отложений и т.п.) прямолинейного участка.
  • Двойная надежность (способность продолжать измерение расхода на двух лучах при отказе (загрязнению) датчиков). Уменьшается вероятность срыва учета более чем в 20 раз из-за загрязнения датчиков.
  • Универсальность — не требует настройки под конкретные условия применения.
  • Параметр «УРОВЕНЬ СИГНАЛА 0-100%» для каждого датчика ПЭП — сигнализирует о степени загрязнения датчика за долго до отказа (необходимости тех.обслуживания).
  • Каналы первичных преобразователей расхода (УПР) имеют гальваническую изоляцию между собой.

Наши поставки: Водоочистная станция ОАО «Славнефть-ЯНОС» г.Ярославль.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Ультразвуковой расходомер Эталон-РМ-2К2Л.

Объект — Водоочистная станция ОАО «Славнефть-ЯНОС» г.Ярославль.

Назначение — Коммерческий учет питьевой воды для нужд ОАО «Славнефть-ЯНОС».

Модель ультразвукового расходомера — Двух канальный, двух лучевой расходомер с датчиками IP68, смонтирован на правом и левом водоводах диаметром 250 мм, показания выведены в операторную.

Исследование ультразвуковой термометрии на основе ультразвуковых времяпролетных измерений: Достижения АИП: Том 6, № 3

А. Система ультразвуковой термометрии

Структурная схема всей системы ультразвуковой термометрии представлена ​​на рис. 1. Она состоит из генератора сигналов Tektronix, ультразвукового передающего преобразователя, термопары 1, термопары 2, цифрового индикатора температуры MIK100, цифрового индикатора температуры XMT618, ультразвукового приемного преобразователя, преобразователя сигнала, осциллографа Tektronix, обработки ультразвукового сигнала с ПК, оптической скамьи и других частей.Экспериментальная установка ультразвуковой термометрии показана на рис. 2 и рис. 3.

Чтобы получить однородную температуру, мы используем климатическую камеру для абсолютного контроля температуры и других параметров окружающей среды. Термопара 1 и термопара 2 подключены к цифровому индикатору температуры МИК100 и цифровому индикатору температуры ХМТ618. Оба индикатора температуры имеют высокую точность измерения. Перед измерением термопары калибруются для получения точной практической температуры.Принцип работы системы измерения ультразвуковой термометрии заключается в следующем: сначала на оптической скамье размещается пара ультразвуковых преобразователей для передачи и приема сигнала. Во-вторых, 8 и 12 синусоидальных импульсов, испускаемых соответственно генератором сигналов Tektronix, проходят через схему ультразвукового возбуждения, чтобы активировать ультразвуковой передающий преобразователь, который преобразует электрическую энергию в звуковую энергию и передает ее. Когда звук сталкивается с ультразвуковым приемным преобразователем, ультразвуковой приемный преобразователь принимает ультразвуковой звук и преобразует звуковую энергию в электрическую энергию (эхо-сигнал).В-третьих, эхо-сигнал, обработанный схемой формирования сигнала, будет передаваться на ПК через осциллограф Tektronix. Логическое соединение генератора сигналов Tektronix, осциллографа Tektronix и ПК описано в программной платформе LabVIEW. Наконец, используя программную платформу MATLAB, ПК с программным обеспечением LabVIEW будет собирать, хранить, отображать, анализировать и рассчитывать UTOF и среднюю температуру.

B. Извлечение огибающей эхо-сигнала

Огибающая эхо-сигнала описывает общую тенденцию формы эхо-сигнала, что полезно для получения UTOF.Преобразование Гильберта является эффективным методом извлечения огибающей эхо-сигнала. 7 7. A. Rathod, S. Mishra, S. Ghildiyal и S. Mukhopadhyay, «Методы преобразования области для повышения производительности датчика EFPI», Датчики и приводы, A: Physical 189 (99), 1- 7 (2013). https://doi.org/10.1016/j.sna.2012.08.031 Детальный метод: для непрерывного сигнала времени x ( t ) его преобразование Гильберта ч ( t ) определяется как
h(t)=Hx(t)=1π∫−∞+∞x(τ)t−τdτ (6)
( t ) представляет собой множественный сигнал, и его амплитуда A ( t ) и фаза φ ( t ) выражаются как где
φ(t)=arctg[h(t)x( t)] (10)
где A ( t ) огибающая данного сигнала x ( t ).

C. Математическая модель огибающей ультразвукового эха

Для воздушных пьезоэлектрических 40LT-16 и 40LR-16 искажение эхосигнала будет происходить при числе импульсов возбуждения более 50. 8 8. Э. Г. Сарабия, Дж. Р. Ллата, С. Робла , К. Торре-Ферреро и Дж. П. Ориа, «Точная оценка бортового ультразвукового времени пролета для перекрывающихся эхо-сигналов», Датчики 13 (11), 15465-15488 (2013). https://doi.org/10.3390/s131115465 Здесь мы используем двойные синусоидальные волны в качестве импульсов возбуждения, номер одного 8, другого 12, потому что искажения эхо-волны не произойдет, и эхо-отклик будет относительно быстрым.Основан на системе измерения UTOF, воздушный пьезоэлектрический 40LT-16 в качестве ультразвукового передающего преобразователя, воздушный пьезоэлектрический 40LR-16 в качестве ультразвукового приемного преобразователя, воздух в качестве передающей среды, частота дискретизации данных 1 МГц. Используя метод преобразования Гильберта, по практическим ультразвуковым эхо-сигналам их соответствующие огибающие показаны на рис. 4 и рис. 5. Рис. 6 выражает практические огибающие эха с 8 и 12 синусоидальными импульсами. Ангрисани и др. 9 9. Л. Ангрисани, А.Бачгалупи и Р.С.Л. Мориелло, «Метод измерения, основанный на фильтрации Калмана для ультразвуковой оценки времени пролета», IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement 55 (2), 442-448 (2006). https://doi.org/10.1109/TIM.2006.870123 использовалась математическая модель огибающей эха, она выражается как
V(t)=A0(t−λδ)αexp(t−λδ) (11)
, где A 0 , λ , δ и α — параметры модели. A 0 — амплитуда эха, α и δ — разные для конкретного ультразвукового преобразователя, а λ — желаемая UTOF. Согласно рис. 4 и рис. 5, есть две основные фазы. в ультразвуковом эхо-сигнале фаза нарастания и фаза спада. Фаза нарастания заключается в том, что микросхема передающего ультразвукового преобразователя вынуждена вибрировать под действием сигнала возбуждения, и амплитуда сигнала V возрастает. После того, как амплитуда ультразвукового эха достигает максимального значения В м (пиковое значение), она постепенно уменьшается, и начинается фаза спада, пока амплитуда эха не станет близкой к 0 В.

D. Определение UTOF путем подгонки фаз нарастания огибающих двойных эхо-сигналов с использованием двойных возбуждений

На рис. 7 показаны практические ультразвуковые эхо-волны с 8 и 12 синусоидальными импульсами. приемный преобразователь. Таким образом, любой интервал времени, когда ультразвуковой передающий преобразователь излучает каждый синусоидальный импульс, а ультразвуковой приемный преобразователь обнаруживает соответствующий эхо-отклик, может быть использован для оценки UTOF.Для той же системы, судя по рис. 7, две эхо-волны в основном одинаковы в первых 8-ми эхо-откликах, а после эхо-отклика восьмого синусоидального импульса они становятся разными и разделенными. Следовательно, в эхо-волнах существует отдельная точка, соответствующая эхо-отклику восьмого синусоидального импульса. Здесь мы используем временной интервал восьмого синусоидального импульса и его эхо-отклик для оценки UTOF. За время начала принимается момент, когда ультразвуковой передающий преобразователь излучает восьмой синусоидальный импульс, за время окончания — момент, когда ультразвуковой приемный преобразователь регистрирует соответствующий эхо-отклик.Этот временной интервал или UTOF являются относительными значениями и должны быть изменены на абсолютные значения при их расчете. Если можно подтвердить отделенную точку в эхо-волнах, тогда будет легко определить UTOF. Но, как видно из рис. 7, отделенную точку трудно найти в эхо-волнах из-за сложности эхо-волн.

Точно так же огибающие эха имеют ту же тенденцию, что и эхо-волны. Более того, огибающие эха в основном представляют собой монотонные кривые и имеют только фазы нарастания и фазы спада. Разделенную точку легко найти в огибающих эха.

Однако на рис. 6 трудно подтвердить отделенную точку напрямую из-за того, что практические огибающие ультразвукового эха не являются гладкими. Если предположить, что время начала, когда ультразвуковой передающий преобразователь излучает восьмой синусоидальный импульс, является координатой начала координат, отделенная точка соответствует UTOF. На рис. 8 показано фактическое положение разделенной точки в практических огибающих эхо-сигнала. На рис. 8 выделенная точка существует только в восходящей фазе огибающей эхо-сигнала и расположена между 50% от В м (пиковое значение) практического эхо-сигнала с 8 синусоидальными импульсами до 75%.T a и T b — горизонтальные ординаты 50% от V m и 75% от V m . Итак, UTOF расположена между T a и T b . Уравнение (11) представляет собой математическую модель огибающей эха. Для практической огибающей эха параметры A 0 , λ , δ и α являются фиксированными. Следовательно, если можно получить два практических параметра огибающей эхо-сигнала, то, используя математическую модель в уравнении(11) мы можем получить две соответствующие кривые. Таким образом, разделенную точку и UTOF легко определить. Чтобы получить практические параметры огибающей эхо-сигнала, можно использовать математическую модель, чтобы соответствовать нарастающим фазам практических двойных огибающих эхо-сигнала на рис. 6. Затем, с оцененными параметрами и математической моделью мы можем получить две подогнанные огибающие и подтвердить разделенную точку и UTOF. Оптимизация роя частиц (PSO), 10 10. Р. Эберхарт и Дж. Кеннеди, «Новый оптимизатор с использованием теории роя частиц », в материалах Международного симпозиума по микромехатронике и гуманитарным наукам , 1995.стр. 39-43. является действительным алгоритмом для оценки параметров в математической модели и получения оптимальных параметров огибающей эхо-сигнала из-за его простой структуры, простоты реализации и способности быстро достигать глобального оптимального решения. Он ищет лучшее решение, используя частицы, состоящие из роя, движущегося в пространстве поиска. В PSO есть два важных параметра: положение и скорость. i th положение частицы X i и скорость V i в d -мерном пространстве поиска можно представить как Xi=xi1,…,xid и Vi=vi1,…,vid соответственно. Два других важных параметра: P best и G best . P best и G best означают лучшее решение каждой частицы и самую подходящую частицу роя. Судя по собственному летательному опыту и информации, предоставленной другими частицами, каждая отдельная частица в пространстве поиска подстраивается динамически. Наилучшее глобальное решение роя достигается простой корректировкой траектории каждого индивидуума в сторону его собственного лучшего местоположения и лучшей частицы всего роя на каждой итерации.Для заданной фитнес-функции P best в момент времени t задается как Pbi=pbi1,…,pbid и G best в то же время t определяется как Pg=pg1, …, пгд. Более того, положение и скорость частицы инициализируются случайным образом в алгоритме PSO. Значение приспособленности каждой частицы можно рассчитать. Если текущее значение пригодности лучше, чем P best , это значение будет установлено как новое P best . G best — лучшее значение пригодности среди всех частиц. Новые скорости и положения частиц для следующей оценки пригодности могут быть обновлены в соответствии с уравнениями (12) и (13). Этот процесс все еще повторяется до достижения максимальной итерации.
vid(t+1)=ωvid(t)+r1c1(pid−xid(t))+r2c2(pgd−xid(t)) (12)
x(t+1 ) = xid (t) + vid (t + 1) (13) (13)
, где V ID — скорость D Th Размер I TH Частица, Ом , r 1 и r 2 являются константами. c 1 и c 2 — равномерно распределенные случайные числа со значениями от 0 до 1.

Параметры алгоритма PSO определяются следующим образом: число частиц — 50, размерность задачи — 4, число , r 1 и r 2 установлены на 1, 2 и 2.

приспособленный почти такой же, как и практичный.Итак, здесь мы используем критерий наименьших квадратов для построения функции пригодности (субъективной функции). Он определяется как
f(θ(j))=∑i=ai=b[V(θ(j))−V′(i)]2 (14)
, где θ Функциональный вектор ультразвуковой математической модели эхо-конверта, θ = ( a 0 , λ , δ , α ), v ( θ ( j ) ) — это математическая модель огибающей ультразвукового эха j th итерации, V ′( i ) — практические данные огибающей ультразвукового эха, а интервал подгонки [ a , b ] — от начала координат. координат к пиковому значению практической огибающей ультразвукового эха с 8 синусоидальными импульсами.На основе функции пригодности в процессе итерации вектор признаков θ оценивается, когда f ( θ ( j ) ) достигает минимального значения. Затем, используя математическую модель огибающей эха, мы можем получить две подогнанные огибающие. Отсюда вычисляются отделенная точка, UTOF и средняя температура на одиночной трассе. Блок-схема алгоритма PSO показана на рис. 9. В алгоритме PSO параметры фитнес-функции являются ограничениями задачи и выражаются как

ультразвуковых расходомеров PCE-TDS 100HS+, вкл.Термометр

Ультразвуковой расходомер, вкл. Регистратор данных температуры
по методу разницы времени прохождения / Для определения скорости потока и расхода / Метод измерения максимально однородных жидкостей

Портативный накладной ультразвуковой расходомер, предназначенный для неинвазивного, беспрепятственного и высокоточного измерения скорости потока жидкостей в металлических, пластиковых и резиновых трубах и трубках диаметром 20 … 108 мм / ок.3/4 … 4 дюйма Идеально подходит для использования в нефтегазовой, водоснабжающей и сточных водах, химической, пищевой, фармацевтической, металлургической и горнодобывающей промышленности, целлюлозно-бумажной промышленности, энергетике и отоплении, вентиляции, кондиционировании воздуха и охлаждении (HVACR) промышленности этот ультразвуковой расходомер оснащен удобными зажимами на липучке, которые позволяют быстро и легко менять положение электроакустических преобразователей.

Измеряемые жидкости включают: ацетат, ацетон, спирт, аммиак, анилин, бензол, бутират, хлороформ, этанол, этиловый спирт, этиловый эфир, этиленгликоль, фреон R 12, бензин, глицерин, гликоль, изобутанол, изобутан, изопентан, керосин , льняное масло, метанол, метиловый спирт, моторное масло, дизельное масло, оливковое масло, арахисовое масло, парафиновое масло, пентан, нефть, 1-пропанол, охлаждающая жидкость, смазочное масло, силиконовое масло, трансформаторное масло, трихлорэтилен, 1, 1, 1 — трихлорэтан, скипидар, вода дистиллированная и морская.


Расчет скорости потока по принципу времени прохождения выполняется по уравнению:

v = измеренная скорость
T1 = время прохождения ультразвукового сигнала в направлении потока
T2 = время прохождения ультразвукового сигнала против направления потока
L = длина ультразвуковой волны
α = угол ультразвукового сигнала к потоку

Принцип времени прохождения требует, чтобы трубы были заполнены и не имели пузырьков и частиц.

Каждый расходомер серии PCE-TDS собирается компанией PCE Instruments в Германии и калибруется на заводе (без какой-либо документации).Эталонный дисплей внутреннего испытательного стенда, используемый PCE для калибровки, имеет действующий сертификат калибровки DAkkS. Это обеспечивает прослеживаемость до немецкого национального стандарта Physikalisch-Technische Bundesanstalt (PTB). Обратите внимание, что измеренные значения счетчика зависят от геометрии трубы, материала и покрытия; тип среды, температура и скорость; и тип датчика и метод измерения.


— идеально подходит для дооснащения
— установка без прерывания процесса
— простой монтаж
— точный и надежный
— без потерь давления
— не требует технического обслуживания, без движущихся частей
— неизнашиваемый
— портативные устройства для контрольных измерений

A Novel Прецизионный ультразвуковой термометр

[1] Д.З. Чжэн, Г.Х. Ци, Ч.Х. Фу: Китайский журнал датчиков и приводов, 1993. 6(2): стр. 62 (на китайском языке).

[2] Клеппе.Дж. A: Инженерное применение акустики (Artech House, Нью-Йорк, 1989).

[3] Ч. Ж. Избегайте: Журнал астронавтической метрологии и измерений, 1995, 15 (2): стр. 35 (на китайском языке).

[4] Дж.Ф. Руан: Инструментарий автоматизации процессов, 2006 г., 27 (3): стр. 31 (на китайском языке).

[5] Дж. М. Зоу, С.М. Цзян: Сенсорная технология и применение (Издательство Центрального Южного Университета, Чанша, 2009 г.): с.293.

[6] KN Huang, et al: Review of Scientific Instruments, 2002. 11(73): p.4022.

[7] Маляренко Е.В., Хейман Дж.С., Чен-Майер Х.Х., Тош Р.Е., Ультразвуковой термометр высокого разрешения для радиационной дозиметрии, Журнал Американского акустического общества [J Acoust Soc Am], ISSN: 1520-8524, 2008 г., декабрь; Том.124 (6), стр. 3481-3490.

DOI: 10.1121/1.2997431

«Трехмерное изображение температуры с использованием энергии обратного ультразвукового рассеяния в нерабочем состоянии», Дебоимта Басу

Титул

Трехмерная температурная визуализация с использованием энергии обратного рассеяния ультразвука во время неравномерного нагрева ткани

Авторский отдел

Электротехника и системотехника

Название степени

Доктор философии (PhD)

Аннотация

История вопроса: Гипертермия отдельно или в сочетании с химиотерапией и облучением используется для лечения рака.Одним из его недостатков является отсутствие подробного мониторинга температуры. Ультразвук — дешевый, неионизирующий и удобный метод с потенциалом для неинвазивной визуализации температуры. Ранее Штраубе и Артур предсказали монотонные изменения энергии обратного рассеяния (CBE) ультразвука в зависимости от температуры. Измеренные значения CBE для бычьей печени, грудки индейки и мышц свинины в 1D и 2D совпали с их прогнозом. В этом исследовании объемное (3D) изменение энергии обратного рассеяния ультразвука (CBE) было откалибровано и использовано для оценки температуры при неравномерном нагреве.

Методы

: Для точного измерения температуры сетка термопар была откалибрована с использованием термометра, прослеживаемого NIST. Наборы трехмерных ультразвуковых данных были получены путем перемещения линейного преобразователя с фазированной решеткой 7,5 МГц с шагом 0,6 мм по высоте. CBE рассчитывали из соотношения изображений с компенсацией движения, обнаруженных огибающих и эталонного ультразвукового изображения, обычно получаемого при температуре 37°C. Кривые CBE, полученные для грудной мышцы индейки, хорошо соответствовали линейной регрессии с наклоном 0.3 дБ/°С. Эффективность этого значения была протестирована на трехмерных данных с использованием перекрестной проверки. Оценка температуры производилась также при неравномерном нагреве. Чтобы оценить влияние шума, распределения рассеивателей и пространственного разрешения на ошибки оценки, было выполнено тепловое моделирование неравномерного нагрева с использованием методов конечных элементов. Оценку температуры проверяли при неравномерном нагреве как в желатиновых, так и в тканевых фантомах. Образцы нагревались от центрального источника, так что пространственная картина температуры уменьшалась радиально.Температурные изображения были рассчитаны по картам CBE с использованием соответствующей чувствительности CBE.

Результаты: Исследование перекрестной проверки при равномерном нагреве показало, что погрешность трехмерной оценки температуры составляет менее 0,5 °C для 20 объемов объемом 1 см3. Температурные карты для желатиновых фантомов с однородным распределением рассеивателей показали примерно концентрические схемы нагрева. Как и ожидалось, ткань продемонстрировала более неоднородную картину нагревания. Расчетные температурные карты были проверены с использованием показаний термопары в местах, распределенных по образцам.Погрешности оценки при неравномерном нагреве обычно не превышали ±1°С.

Заключение: Эта работа, которая подтвердила потенциал CBE в качестве неинвазивного термометра как при равномерном, так и при неравномерном нагреве, была первой в своем роде. Это также помогло выявить некоторые источники ошибок оценки. Трехмерная валидация CBE-термометрии in vitro является важным шагом в переходе от лабораторного к клиническому применению температурной визуализации CBE для гипертермии и других термальных терапий.

Члены комитета

Роберт Э. Морли, Хирокай Мукаи, Уильям Л. Штрауб, Джейсон В. Тробо

Минимизация систематических погрешностей ультразвукового термометра за счет временных задержек сигнала и колебаний температуры в конструкции

  • Международный стандарт: ISO 16 622:2002. Метеорология — Звуковые анемометры/термометры — Методы приемочных испытаний для средних измерений ветра.

  • А.Я. Богушевич, “Ультразвуковые методы оценки атмосферных метеорологических и турбулентных параметров”, Оптика атмосф.Океан. Опц. 12 (2), 164–169 (1999).

    Google ученый

  • Тихомиров А. А. Ультразвуковые анемометры и термометры для измерения колебаний скорости и температуры воздушных потоков. Обзор», опт. Атмос. Океана 23 (7), 585–600 (2010).

    Google ученый

  • http://uzmu.phys.msu.ru/abstract/2014/6/14308/. Процитировано 29 июня 2021 г.

  • Вт.Барретт и Э. Суоми, «Предварительный отчет об измерении температуры с помощью акустических средств», J. Meteorol. 6 (4), 273–276 (1949).

    Артикул Google ученый

  • Фатеев Н.П. Акустический метод измерения температуры воздуха // Труды ГГО. 52 , 114 (1955).

    Google ученый

  • Р. М. Шотланд, «Измерение скорости ветра с помощью акустических средств», Дж.Метеорол., 386–390 (1955).

  • Гурвич А.С. Акустический микроанемометр для исследования микроструктуры турбулентности // Акуст. ж. 5 (3), 368–369 (1959).

    Google ученый

  • Дж. К. Каймал и Дж. А. Базингер, «Анемометр-термометр с непрерывной волной», J. Appl. метеорол. 2 (2), 156–164 (1963).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Дж.К. Каймал, Дж. К. Вингаард и Д. В. Хауген, «Вывод спектров мощности из трехкомпонентного звукового анемометра», J. Appl. метеорол. 7 , 827–837 (1968).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Дж. К. Каймал и Дж. Э. Гейнор, «Еще один взгляд на звуковую термометрию», Bound. Слой Метеорол. 56 , 410–418 (1991).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Ю.Mitsuta, «Звуковой анемометр-термометр общего назначения», J. Meteorol. соц. Япония. 44 (1), 12–23 (1966).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Т. Ханафуса, Т. Фуджитани, Ю. Кобой и Ю. Мицута, «Звуковой анемометр-термометр нового типа для полевых работ», Meteorol. Геофиз. 33 , 1–19 (1982).

    Артикул Google ученый

  • Дж.Бузингер А., Мияке М., Дайер А.Дж., Брэдли Э.Ф. О прямом определении турбулентного теплового потока вблизи земли // J. Apll. метеорол. 6 (6), 1025–1032 (1967).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • Антошкин Л.В., Емалеев О.Н., Лукин В.П., Суконкина В.М., Хацко В.В., Янков А.П. Приборы для метеорологических исследований атмосферы // Приборы тех. Exp., № 3, 240–241 (1986).

  • Г.Я. Патрушев А.Ю., Ростов А.П., Иванов А.П. Автоматизированный ультразвуковой анемометр-термометр для измерения турбулентных характеристик в приземном слое атмосферы // Оптика атмосф. Океан. Опц. 7 (11–12), 890–891 (1994).

    Google ученый

  • Ростов А.П. Ультразвуковая система для исследования пространственно-временных характеристик полей ветра и температуры // Оптика атмосф. Океан. Опц. 12 (2), 148–152 (1999).

    Google ученый

  • Азбукин А.А., Колов А.Я. Богушевич, В.П. Лукин, В.В. Носов, Е.В. Носов, А.В. Торгаев Программно-аппаратный комплекс для исследования структуры полей температурных и ветровых турбулентных пульсаций // Оптика атмосф. Океан. Опц. 31 (5), 479–485 (2018).

    Артикул Google ученый

  • Носов В., Лукин В., Носов Е., А.Торгаев, А. Богушевич, «Измерение характеристик атмосферной турбулентности ультразвуковыми анемометрами и процессы калибровки», Атмосфера 10 , 460 (2019).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • http://meteosap.ru/. По состоянию на 29 июня 2021 г.

  • https://metek.de/product-group/sonic-anemometer/. По состоянию на 29 июня 2021 г.

  • http://www.gill.co.uk/. По состоянию на 29 июня 2021 г.

  • www.biral.com/pcat/ultrasonic-sensors/. По состоянию на 29 июня 2021 г.

  • http://www.vaisala.com. По состоянию на 29 июня 2021 г.

  • www.youngusa.com/product/responseone-ultrasonic-anemometer/. По состоянию на 29 июня 2021 г.

  • http://belfortinstrument.com/ambient-meteorological/wind/. По состоянию на 29 июня 2021 г.

  • http://www.climatronics.com/Applications/Sensors-and-Components/index.php. По состоянию на 29 июня 2021 г.

  • www.atmos-meteo.com/mesure/instruments-de-meteorologie.html. По состоянию на 29 июня 2021 г.

  • https://fttechnologies.com/wind-sensors/ft7-series/. По состоянию на 29 июня 2021 г.

  • www.campbellsci.com/heat-vapor-co2-flux. По состоянию на 29 июня 2021 г.

  • www.thiesclima.com/de/Produkte/Wind-Ultraschall-Anemometer/. По состоянию на 29 июня 2021 г.

  • http://typhoon-tower.obninsk.org/ru/ADAT3M.html. По состоянию на 29 июня 2021 г.

  • www.adventspb.ru/направления-деятельности/аналитические-и-измеритель-ные-приборы/комплект-метеорологический-автоматизированный/. По состоянию на 29 июня 2021 г.

  • Атмосфера. Справочник . Л.: Гидрометеоиздат, 1991.

  • Азбукин А.А., Колов А.Я. Богушевич, В.И. Ильичевский, В.А. Корольков, А.А. Тихомиров, В.Д. Шелевой Автоматизированный ультразвуковой метеорологический комплекс АМК-03 // Метеорология и метеорология. Гидрол., № 11, с. 89–97 (2006).

  • Азбукин А.А., Колов А.Я. Богушевич, В.А. Корольков, А.А. Тихомиров, В.Д. Шелевой Полевой вариант автоматизированного ультразвукового метеорологического комплекса АМК-03 // Рус. метеорол. гидрол. 34 (2), 133–136 (2009).

    Артикул Google ученый

  • А.А. Тихомиров, В.А. Корольков, А.Я. Богушевич, Азбукин А.А., Шелевой В.Д. Бортовой метеорологический комплекс на базе многофункциональных гусеничных и колесных машин // Вестн.акад. Воен. наук. 24 (3), 144–148 (2008).

    Google ученый

  • Азбукин А.А., Колов А.Я. Богушевич, А.А. Кобзев, В.А. Корольков, А.А. Тихомиров, В.Д. Шелевой, Автоматические метеостанции АМК-03, их модификации и области применения // Датчики систем. 42–52 (2012).

  • В.А. Корольков, А.Я. Богушевич, В.В. Кальчихин, А.А. Кобзев, С.А. Кураков, К.Н. Пустовалов, А.Тельминов Ю.Е., Тихомиров А.А., Петров Д.В. Экспериментальный образец автоматической метеостанции ArcticMeteo // Тр. SPIE — Междунар. соц. Опц. англ. 11560 (2020). https://doi.org/10.1117/12.2575822

  • В. А. Корольков, А. А. Кобзев, А. А. Тихомиров, А. Е. Тельминов, К. Н. Пустовалов, А. Я. Богушевич А.В., Кальчихин В.В., Кураков С.А. Автоматическая метеостанция ArcticMeteo. Первые результаты полевых испытаний», Proc. ИОП конф. Сер.: Земля и окружающая среда. науч. 611 , 012053 (2020).

  • А.Я. Богушевич, «Программное обеспечение ультразвуковых метеостанций для исследования атмосферной турбулентности», Атмос. Океан. Опц. 12 (2), 170–174 (1999).

    Google ученый

  • А.Я. Богушевич, Свидетельство о регистрации программного обеспечения РФ № 2002612038 (3 декабря 2002 г.).

  • http://meteosap.ru/services/ispytaniya-izdelij/. Процитировано 29 июня 2021 г.

  • Дж.C. Wyngard и SF Zhang, «Влияние тени преобразователя на турбулентные спектры, измеренные звуковыми анемометрами», J. Atmos. Океан. Технол. 2 (12), 548–558 (1985).

    ОБЪЯВЛЕНИЕ Статья Google ученый

  • А. Визер, Ф. Фидлер и У. Корсмейер, «Влияние дизайна на измерения ветра с помощью систем акустического анемометра», J. Atmos. Океан. Tecno.l 18 (10), 1585–1608 (2001).

    Google ученый

  • Проект бесконтактного термометра с использованием MLX

    + Nano + Ultrasonic + OLED

    MLX

    от Melexis — это инфракрасный термометр для бесконтактного измерения температуры.Микросхема термобатареи, чувствительной к ИК-излучению, и микросхема формирования сигнала интегрированы в один и тот же корпус TO-39.

    В MLX

    встроен малошумящий усилитель, 17-разрядный АЦП и мощный блок цифровой обработки сигналов, что обеспечивает высокую точность и разрешение термометра.

    Заводская калибровка в широком диапазоне температур: от -40 до 125°C для температуры датчика и от -70 до 380°C для температуры объекта

    Цифровой интерфейс, совместимый с

    SMBus (на базе I2C), для быстрого считывания показаний температуры и сетей датчиков здания.

    В этом проекте мы будем использовать MLX

    с OLED и УЛЬТРАЗВУКОВЫМ датчиком. В качестве контроллера используется Arduino NANO. Также объясняется процедура калибровки для правильного считывания температуры объекта.

    Перед кодированием нам необходимо установить необходимые библиотеки для Arduino.

    Открыть Arduino IDE

    Эскиз –> Включить библиотеку –> Управление библиотеками

    Найдите MLX и выберите библиотеку ADAFRUIT MLX

    для установки.

    Затем найдите GFX и установите библиотеку ADAFRUIT GFX, которая представляет собой библиотеку поддержки графики для дисплеев.

    Наконец, найдите SSD1306 и выберите ADAFRUIT SSD1306 для установки.

    Детали подключения

    показаны на рисунке ниже.

    Ультразвуковой

             TRIG –> D12

             ЭХО —> D11

    OLED-экран

            ПДД –> A4

            SCL —> A5

    ДАТЧИК MLX

            ПДД –> A4

            SCL – A5

    Мини-зуммер подключен к D3.

    Vcc OLED, MLX и Ultrasonic подключены к 5v NANO

    Все выводы GND сделаны общими.

    При желании можно использовать внешний источник питания 5В 1Ампер на Вин NANO.

    Поскольку энергопотребление OLED,MLX очень низкое, мы можем получать питание от самого NANO.

    OLED и MLX являются устройствами I2C, поэтому они подключаются к контактам I2C NANO (SCL и SDA).

    В соответствии с адресом I2C можно установить связь с соответствующим устройством.

    КОД Объяснение :

    Начиная с, мы включаем библиотеки, которые мы установили для MLX и OLED.

    Объект с именем mlx создан из класса Adafruit_MLX

    из библиотеки MLX.

    Объект display создан из класса Adafruit_SSD1306 из библиотеки OLED. Здесь мы передаем аргумент –1 , так как в OLED нет контакта сброса.

    Переменные, такие как roomTemp, objectTemp, stemp, threshold создаются как Float

    Ультразвуковой эхо-контакт определяется на D11, триг-контакт на D12.

    Максимальный и минимальный диапазон ультразвука инициируются как целочисленные переменные.

    Ультразвуковой датчик

    определяет расстояние до объекта, и считывание температуры с MLX будет инициироваться только тогда, когда объект находится на расстоянии от 15 до 25 см.

    Внутренняя установка пустоты()

    Триггерный контакт ультразвука объявлен как выходной контакт, эхо как входной контакт.

    OLED-дисплей запускается с помощью функции begin(), и I2C-адрес OLED-дисплея передается в качестве аргумента (0x3C).

    Функция setTextColor() используется для передачи аргумента WHITE, который включает черный фон для OLED.

    Внутри цикла () мы генерируем триггерный импульс для ультразвука, чтобы генерировать пакет 40 кГц.

    Импульс, отраженный от объекта, рассчитывается как ширина с помощью функции Arduino pulseIn().

    Затем вычисляется расстояние до объекта.

    Температура объекта в градусах Цельсия считывается с помощью библиотечной функции MLX readObjectTempC()

    и комнатная температура с помощью функции readAmbientTempC()

    Изначально пороговое значение равно 0.

    После калибровки зафиксируем правильное пороговое значение.

    Настройки дисплея для OLED с помощью функций setCursor(), display()

    В нижней части OLED-дисплея отображается расстояние до целевого объекта в см, а затем температура в помещении в градусах Цельсия.

    Если расстояние до объекта превышает максимальное расстояние (мы установили его равным 25 см), на дисплее печатается ПОДНИМАТЬСЯ БЛИЖЕ.

    Если расстояние до объекта меньше минимального (15 см), печатается СЛИШКОМ БЛИЗКО.

    Если размер объекта составляет от 15 до 25 см, печатается HOLD ON.

    До тех пор, пока счетчик чтения не станет равным 5 (5 раз мы берем показания и усредняем их), вызывается disptemp().

    Наконец отображается температура объекта.

    Если температура объекта выше 37,5 по Цельсию, вызывается функция play_alert(). Здесь мы используем тон()

    Наконец, скомпилированный код загружается в NANO.

    На OLED-дисплее

    сначала отображается сообщение ПРИБЛИЖЕНИЕ, а расстояние до объекта отображается внизу вместе с комнатной температурой.

    Если объект находится рядом с датчиком (ниже 15 см), отображается СЛИШКОМ БЛИЗКО.

    Если размер объекта составляет от 15 см до 25 см, отображается надпись HOLD ON, которая мигает 5 раз.

    Показания снимаются 5 раз и усредняются.

    Лоб или запястье показаны перед датчиком для измерения температуры.

    На дисплее отображается 31,2 градуса Цельсия.

    Для калибровки мы используем оральный термометр.Используя этот измеритель под языком, он показывает 98,2 по Фаренгейту.

    Преобразование F в градусы Цельсия, это 36,8 C

    36,8 МЕНЬШЕ 31,2 (изначально показано OLED) = 5,6

    Так что нам нужно использовать это значение в качестве ПОРОГА.

    Обновите пороговое значение, а затем загрузите код.

    Теперь на дисплее отображается правильная температура 36,9 C

    Видеоруководство:

    Нравится:

    Нравится Загрузка…

    Родственные

    Ультразвуковые анемометры — Applied Technologies, Inc.

    Мы предлагаем только настоящий , ортогональный ультразвуковой анемометр. Этот новый звуковой анемометр/термометр включает в себя все функции более ранних моделей, используя современный микропроцессор и технологии поверхностного монтажа. Программное обеспечение, вычисляющее скорость ветра, было усовершенствовано и оптимизировано для создания быстродействующего ультразвукового анемометра/термометра.

    Электроника, управляющая звуковым анемометром/термометром, расположена в массиве зондов. Как правило, звуковой анемометр/термометр питается от постоянного тока, однако другие варианты питания доступны либо через внешние адаптеры, либо при обращении на завод-изготовитель. Звуковой анемометр/термометр обычно подключается к компьютеру, на котором запущена программа эмуляции терминала, или может быть подключен непосредственно к простому терминалу. Звуковой анемометр/термометр Applied Technologies, Inc. представляет собой стабильный маломощный анемометр, способный работать без присмотра в течение продолжительных периодов времени.

    Система может включать в себя: одно-, двух- или трехосевые массивы датчиков, а также несколько других новых конструкций массивов датчиков. Эти конструкции уменьшают ошибки как из-за асимметрии потока, так и из-за помех от элементов конструкции.

    Система обнаруживает компоненты скорости ветра вдоль взаимно ортогональных акустических трасс, вычисляет скорость ветра и выдает результаты непосредственно в инженерных единицах. Конструкции массива зондов звукового анемометра/термометра Applied Technologies, Inc. являются единственным ИСТИННЫМ ортогональным ультразвуковым анемометром и обеспечивают истинное измерение вертикальной скорости.Компонент «W» не выводится и не рассчитывается на основе какого-либо другого измерения, а является прямым измерением, точность выравнивания которого лучше ±0,1°.

    Система также обеспечивает расчеты, необходимые для расчета звуковой температуры (на пути «W») с поправкой на изменение скорости. Он обеспечивает эти данные с превосходной частотной характеристикой и делает его идеальным для многих аспектов фундаментальных исследований атмосферы, наряду с любыми требованиями к очень точной температуре.

    Эти ультразвуковые анемометры идеально подходят для использования в системах, измеряющих методом вихревой ковариации.(также известный как Eddy Correlation и Eddy Flux). Это метод атмосферных измерений, используемый для расчета вертикальных турбулентных потоков в пограничных слоях атмосферы.

    Ультразвуковой анемометр Общая информация

    Ультразвуковой анемометр/термометр представляет собой микропроцессорный датчик ветра, способный измерять скорость ветра по одной, двум или трем осям с надежной точностью. Наш единственный настоящий ортогональный ультразвуковой анемометр.

    Прибор предназначен для измерения составляющих скорости ветра путем передачи и приема ультразвуковых сигналов вдоль фиксированных ортогональных направлений.Затем электроника микрокомпьютера обрабатывает эту информацию и рассчитывает скорость ветра по трем осям (3D). Поскольку нет движущихся частей, которые могли бы прийти в динамическое равновесие с потоком воздуха, ультразвуковой анемометр быстро реагирует на колебания скорости ветра. Он линейно реагирует на скорость ветра и не подвержен влиянию других компонентов скорости, а также давления, температуры и относительной влажности. Калибровка датчика определяется его конструктивными параметрами, поэтому может использоваться как абсолютный прибор.

    Массив зондов был спроектирован так, чтобы свести к минимуму искажение потока, создаваемое опорным основанием, и обеспечить беспрепятственный охват вертикального компонента в очень широком диапазоне. Зондовая решетка может быть ориентирована в любом направлении, но в идеале вертикальная ось устанавливается против ветра по отношению к двум горизонтальным осям.

    Преобразователи представляют собой пьезоэлектрические кристаллы и полностью герметизированы для работы вне помещений в тяжелых условиях. Вся электроника содержится в стержне зонда. Это позволяет использовать его как башенный инструмент, способный выдерживать неблагоприятные условия окружающей среды.Работа преобразователя и ультразвуковые функции, а также все вычисления и передача данных находятся под контролем микропроцессора.

    Данные ультразвукового анемометра представляют собой последовательные цифровые данные. Выход совместим с RS-232C в асинхронном формате UART. Он представляет данные в десятичных числах ASCII и может быть подключен непосредственно к компьютеру, передан на любое цифровое записывающее устройство, или формат таков, что его также можно прочитать непосредственно на терминале. Информация о температуре представляет собой ультразвуковую температуру измеренных ветров и рассчитывается на основе вертикального ультразвукового измерения.

    .